DE1494964A1

DE1494964A1 - Antistatisch Ausgeruestete Formmasse auf Basis Polyaethylen

Info

Publication number: DE1494964A1
Application number: DE19641494964
Authority: DE
Inventors: Stassen Dr Alexander; Wegerle Dr Dieter; Pohlemann Dr Heinz; Christoph Dr Helmut
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1964-06-18
Filing date: 1964-06-18
Publication date: 1968-12-19
Also published as: CH469031A; DK107902C; BE665464A; NL6507873A; GB1103666A; AT255125B; SE313665B

Description

BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG

H9A964

Unser Zeichen: O.Z. 2J O89 Wd/Gs/N Ludwigshafen am Rhein, 16. 6.1964.

Antistatisch ausgerüstete Formmasse auf Basis Polyäthylen

Bekanntlich lädt sich Polyäthylen bei seiner Verwendung und gegebenenfalls schon bei der Verarbeitung elektrostatisch auf. Bei geformten Gebilden aus Polyäthylen führen elektrostatische Aufladungen zu einer verhältnismäßig raschen Verschmutzung bei Lagerung und Gebrauch. Es ist bekannt, daß man die Ausbildung elektrischer Ladungen auf Formkörpern aus Polyäthylen und anderen thermoplastischen Kunststoffen auf einige Zeit stark vermindern kann, indem man die Oberflächen der geformten Gebilde mit ionischen oder nichtionischen Verbindungen, insbesondere quaternären Ammoniumverbindungen behandelt. Ein Nachteil einer derartigen antistatischen Ausrüstung besteht jedoch darin, daß die antistatisch wirkenden Verbindungen verhältnismäßig rasch von den Oberflächen weggewischt werden.

Es ist auch z.B. aus der englischen Patentschrift 6l4 594 bekannt, daß man Polyolefine, wie Polyäthylen, antistatisch 67/64 ausrüsten kann, indem man in sie antistatisch wirkende Ver-

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bindungen, wie Polyäthylenglykole und Umsetzungsprodukte aus Fettsäuren mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Fettalkoholen der gleichen Kettenlängen mit 1 bis 20 Mol Äthylenoxyd je Mol Carbonsäure bzw. Alkohol, einarbeitet.

Die meisten dieser Ä'thylenoxydaddukte neigen stark zum Ausschwitzen, wodurch die Oberfläche von geformten Gebilden, die aus derartigen Formmassen hergestellt sind, stark verschmieren. Folien aus solchen Formmassen neigen aus diesem Grund im allgemeinen stark zum Blocken. Daneben befriedigt in vielen Fällen das Gleitverhalten derartiger Folien nicht.

Weiterhin sind Formmassen auf Basis Polyäthylen bekannt (DAS 1 159 6.27 - Ο.Z. 21 897)* die Laurinsäurepolyäthylenglykolester eines Molekulargewichts von etwa 600 bis 800 enthalten. Diese Ester vermindern bei unpigmentiertem Polyäthylen der Dichte 0,915 bis 0,94 die elektrostatische Aufladung beträchtlich. Dagegen läßt die antistatische Wirkung beim pigmentierten Polyäthylen zu wünschen übrig. Der in der englischen Patentschrift 906 174 beschriebene Zusatz von Fettsäureathanolamid bzw. -diäthanolamid bewirkt bei pigmentiertem und unpigmentiertem Polyäthylen nur eine geringe Verminderung der elektrostatischen Aufladung.

Bei pigmentierten Kunststoffen macht sich die Verstaubung besonders unangenehm bemerkbar, und mit den bisher bekannten Antistatica war es nicht möglich, die elektrostatische Aufladung in technisch sinnvoller Weise soweit zu vermindern,

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daß die Verstaubung völlig vermieden wird. In allen bisher beschriebenen Fällen wurden entweder die Kunststoffoberflächen durch zu starkes Ausschwitzen ungünstig verändert oder die Wirkung der Antistatica reichte nicht aus, eine Verstäubung zu verhindern. So können z.B. die in der US-Patentschrift 2 891 030 beschriebenen oxäthylierten Polyamine auch in Mengen von 6 % die elektrostatische Aufladung von Polyäthylen nicht ganz unterdrücken. Sie bewirken aber durch ihr Ausschwitzen ein starkes Verschmieren der Oberflächen. In der deutschen Auslegeschrift 1 I30 160 werden Carbonsäureamide als Gleitmittel mit gleichzeitiger antistatischer Wirkung für Polyäthylen beschrieben. Während sich aber diese Verbindungen, z.B. Ölsäureamid und Erucasäureamid, als Gleitmittel für Folien bewährt haben, ist ihre antistatische Wirksamkeit nur sehr gering.

Schließlich sind aus der belgischen Patentschrift 6l5 683 Formmassen auf Basis von Polyäthylen bekannt, die geringe Mengen N-äthoxylierter Amide von aliphatischen Carbonsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten, wobei an die Stickstoffatome der Amide 2 bis 5 Moleküle Äthylenoxyd angelagert sind. Die antistatische Wirksamkeit der N-äthoxylierten Amide läßt jedoch, vor allem in Gegenwart von Pigmenten, sehr zu wünschen übrig.

Es wurde nun gefunden, daß Formmassen auf Basis von Polyäthylen einer Dichte von 0,915 bis 0,9^ und 0,01 bis 5 Gewichtsprozent oxalkylierten Amiden höherer Fettsäuren, die

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als Antistaticum ein Amid der allgemeinen Formel

R -

^XR

enthalten, in der R für einen Fettsäurerest mit 8 bis Kohlenstoffatomen, R₁ für Wasserstoff oder R₂,und R₂ für

die Gruppe -(A)_m-0-(B)_n-0-(C)-OH stehen, wobei A, B und C gleiche oder verschiedene Alkylenreste mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und die Summe von m + η + ρ bei R₁ = Wasserstoff eine ganze Zahl von 8 bis 22 und bei R₁ = R₂ eine ganze Zahl von 4 bis 11 bedeutet, eine besonders geringe Neigung zur elektrostatischen Aufladung zeigen. Die neuen Formmassen weisen auch in Gegenwart der üblichen Pigmente ; überraschenderweise eine besonders geringe Neigung zu elektrostatischen Aufladungen auf.

Derartige N-Polyalkylenoxyd-carbonsäureamide (im folgenden kurz Fettsäureamide genannt) können nach bekannten Verfahren, zweckmäßig in mehreren Stufen, hergestellt werden. Dabei stellt man zunächst durch Kondensation von Fettsäuren mit Alkylolaminen oder Dialkylolaminen bei lj5Q bis l8o°C die Fettsäuremono- bzw. -dialkylolamide her und kondensiert diese unter Zugabe geringer Mengen Alkali mit der gewünschten Menge Alkylenoxyd. Bei Amiden der genannten allgemeinen Formel, in denen A, B und C verschieden sind, müssen noch ein oder zwei weitere Alkylenoxyde ankondensiert werden.

Zur Herstellung der Formmassen kann das Polyäthylen mit den Fettsäureamiden in üblicher Weise gemischt werden. Beispiels-

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weise kann man die Fettsäureamide in organischen Lösungsmitteln, wie Methanol, Äthanol oder Aceton, lösen, die Lösung mit granuliertem Polyäthylen mischen, das Gemisch in Khetern homogenisieren und anschließend granulieren. Besonders vorteilhaft ist es, die Fettsäureamide dem Polyäthylen anschließend an seine Herstellung direkt vor oder bei der üblichen Granulierung zuzusetzen. Außer den Fettsäureamiden können die Formmassen auch übliche Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Farbstoffe, Licht- und Wärmestabilisatoren, Gleitmittel oder Antibackmittel, -enthalten.

Eine ganz besonders geringe Neigung zur elektrostatischen Aufladung zeigen erfindungsgemäß Formmassen, die als Antistaticum Stearinsäureamid enthalten, das an der Amidgruppe 11 Mol Äthylenoxyd ankondensiert enthält.

Die Formmassen eignen sich zur Herstellung von geformten Gebilden, wie Folien, Profilen und Haushaltsartikeln.

Als Maß für die antistatische Ausrüstung der Formmassen dient sowohl der in üblicher Weise gemessene Oberflächenwiderstand als auch die elektrostatische Aufladung, die an Folien mit einem handelsüblichen Elektrostatometer bestimmt werden kann. Bei der Bestimmung der elektrostatischen Aufladung werden Platten aus den jeweiligen Formmassen in einer mechanischen Reibevorrichtung durch 50maliges Streichen mit Filterpapier unter identischen Bedingungen aufgeladen und die zwischen den Folien und Elektrostatometer auftretenden elektrischen FeId-

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stärken gemessen und daraus die Spannung berechnet.

Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Die darin angegebenen elektrischen Werte wurden, wenn nichts anderes vermerkt, bei 40 % relativer Luftfeuchtigkeit an gepreßten Platten der Abmessungen 100 χ 100 χ 2 mm gemessen. Die darin angegebene "Verstaubung" wurde visuell an Probekörpern ermittelt, die zwei Monate in einem Arbeitsraum gelagert wurden.

Beispiel 1

2 000 Teile Polyäthylen der Dichte 0,918 werden mit einer Lösung von .5 Teilen N-Polyäthylenglyköl-stearinsäureamid des Molekulargewichts 760 in 10 Teilen Äthanol gut gemischt und das Gemisch in einem Schneckenwellenextruder homogenisiert und anschließend granuliert. Man erhält eine Formmasse,-deren Oberflächenwiderstand 10 Λ und deren Aufladung 50 Volt betragen und die keine "Verstaubung" zeigt.

Dagegen beträgt der Oberflächenwiderstand einer vergleichbaren Formmasse, die anstelle des N-Polyäthylenglykol-stearinsäureamids 1 Gewichtsprozent Ölsäureamid bzw. Laurinsäureäthanolamid bzw. Stearinsäureäthanolamid enthält, unter sonst gleichen Bedingungen 10 bzw. 10 bzw
ladung 1 000 bzw. 200 bzw. 400 Volt.

. chen Bedingungen 10 bzw. 10 bzw. 10 ^TL und ihre Auf

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Beispiel 2

2 000 Teile Polyäthylen der Dichte 0,95 werden mit einer Lösung von 6 Teilen N-Polyäthylenglykol-ölsäureamid des Mole kulargewichts 590 in 10 Teilen Äthanol gemischt und das Gemisch in üblicher Weise granuliert. Die erhaltene Formmasse hat den Oberflächenwiderstand 10 JjL , die Aufladung 0 Volt und zeigt· keine "Verstaubung".

Beispiel 3

3 000 Teile Polyäthylen der Dichte 0,924 werden mit 12 Teilen einer Verbindung der'Formel CH

(CH₂CH₂O)₇H vermischt. Das Gemisch wird granuliert. Die erhaltene Formmasse hat den Oberflächenwiderstand 10 Ji , die Aufladung 0 Volt und zeigt keine "Verstaubung".

Beispiel 4

1 000 Teile Polyäthylen der Dichte' 0,918 werden mit 5 Teilen einer Verbindung der Formel

(CH₂CH₂O)₆H CH₅(CH₂ )₁₀-CON Q

(CH₂CH₂O)₆H

auf einem Walzwerk vermischt. Die erhaltene Formmasse hat den Oberflächenwiderstand 1O^ XL und die Aufladung 0 Volt.

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Beispiele 5 bis

Wie in Beispiel 1 angegeben, werden unter Verwendung von jeweils 1 Gewichtsprozent der in der folgenden Tabelle angegebenen Fettsäureamide aus Polyäthylen der Dichte 0,918 Formmassen hergestellt. Die bei 45 % relativer Luftfeuchtigkeit gemessenen elektrischen Werte der Formmasse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; ■ .

Tabelle

Fettsäureamid Oberflächen- Aufladung

widerstand JZ Volt

^₂₂)_{6 8}

CH, (CH₀ )i er CON ^{d d} ° 10° O

^{5 2 l6} ()

CH^(CHg)₁₆-CONH-(CHgCHgO)₁₇H 10⁸ 60

₃(g)₁₀(₂)^(g₂)₁₀

10⁸ 15 CH^(CHg)₁₀-CONH-(CHg)₃-O-(CHgCHgO)₁₈H

10° 60 CH,(CH₂)₂₅-CONH-CH₂CHgCHg-0-(CgH^O)_{χ Q}H

CH,( CHg )₇CH=CH(CHg ^-CONH- ( CHg ) -0- ( CgH

CH₃( CHg )₇CH=CH( CHg J₇-CONH- ( CHg') - O- ( C₃H₄O)_χQH

CH₅(CHg)₁₆-CONH-(CHg)₂-O-(C₃H₇O)₃-(C₂H₄O)₆H

CH₃(CH₂)₁₀-C0NH-(C₃H₇0)₅-(C₂H₄0)₇H _1Q9 0

809813/1249 -Q

10⁹ 30

10⁸ 0

10⁹ O

10⁹ 10

Claims

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Patentanspruch
Formmasse auf Basis von Polyäthylen einer Dichte von 0,915 bis 0,94 und 0,01 bis 5 Gewichtsprozent oxalkylierten Amiden höherer Fettsäuren, die als Anistaticum ein Amid der allgemeinen Formel
R - CON^. ^l
enthält, in der R für einen Fettsäurerest mit 8 bis ^O Kohlenstoffatomen, R, für Wasserstoff oder Rp, und Rp für die Gruppe -(A) -0-(B)_n-O-(C)-OH stehen, wobei A, B und C gleiche oder verschiedene Alkylenreste mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und die Summe von m + η + ρ bei R₁ = Wasserstoff eine ganze Zahl von 8 bis 22 und bei R₁ = R₂ eine ganze Zahl von 4 bis 11 bedeutet.
BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG
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